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溶質ー溶媒間相互作用を考慮した超臨界溶媒中における物質移動過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 08650888
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化学工学一般
研究機関中央大学 (1997)
横浜国立大学 (1996)

研究代表者

船造 俊孝  中央大学, 理工学部, 助教授 (60165454)

研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1996年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード超臨界 / 相互作用 / 物質移動 / FTIR / 拡散係数 / 軸方向分散係数 / 軸方向有効分散係数
研究概要

超臨界流体中における物質移動について、(1)FTIRによる吸光度測定から溶質ー溶媒間相互作用を明らかにし、(2)超臨界流体中における溶質分子の分子拡散係数をTaylor法により、(3)吸着充填層等の設計に必要な移動パラメーターの一つである超臨界流体中における軸方向有効分散係数をクロマト法によりそれぞれ測定した。さらに、(4)超臨界水中での熱分解および加水分解反応についての速度解析を行った。
FTIRの測定結果から臨界点近傍でC=O伸縮振動ピークの吸収強度が濃度に比例せず、極大値をもつ領域があることを見いだした。そして、溶質の吸光度変化より溶質ー溶媒分子のクラスターが形成する温度ー圧力範囲があることを明らかにし、この範囲は分子拡散係数の臨界点異常を引き起こす領域とほぼ一致することがわかった。
アセトンを溶媒とした場合の超臨界二酸化炭素中での分子拡散係数について、35℃では7.4-8.1MPaで臨界異常を示すが、40℃では全く示さなかった。ベンゼンについても40℃では異常を示さなかった。分子拡散係数は臨界点異常を示さない項と異常を示す項との線形として表されることがわかった(この結果については論文投稿中)。アセトンおよびベンゼンを溶質とする分子拡散係数を求め、これらの値を圧力あるいは粘度の関数として表した。
充填層軸方向有効分散係数は流体の種類によってその値は異なるが、温度、圧力によらずSchmidt数とReynolds数、空隙率、分子拡散係数からなる一つの関数として表すことができた。これは1atmでの有機溶媒の場合についても同様に成り立つことがわかった。軸方向有効分散係数については臨界点異常は確認されなかった。
超臨界および亜臨界水中でジベンジルエーテルの分解反応を行い、加水分解と熱分解経路による分解反応モデルにより、生成物収率を精度よく表せた。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] T. Funazukuri: "Tracer diffusion coefficients of benzene in dense CO_2 at 313.2K and 8.5-30MPa" Fluid Phase Equilibria. 125. 235-243 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Funazukuri: "Effective axial dispersion coefficients in packed beds under supercritical conditions" Proc. of the 4th International symposium on Supercritical Fluids. 5-8 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Funazukuri: "FTIR spectra of acetone in sub-and supercritical CO_2 in the near-critical region" Prof. of the 4th International symposium on supercritical Fluids. 671-674 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Funazukuri: "Rate of dibenzyl ether decomposition in supercritical water" Fuel. 76. 865-870 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Funazukuri: "Effective axil dispersion coefficients in packed beds under sipercritical conditions" J. of Supercritical Fluids. 印刷中. (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Funazukuri, and N.Nishimoto: "Tracer diffusion coefficients of benzene in dense CO_2 at 313.2K and 8.5-30 MPa" Fluid Phase Equilibria. 125. 235-243 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Funazukuri, R.M.Serikawa and K.Yamaura: "Rate of dibenzyl ether decomposition in supercritical water" Fuel. 76. 865-870 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Funazukuri, C.Y.Kong, and S.Kagei: "Effective axial dispersion coefficients in packed beds under supercritical conditions" J.of the Supercritical Fluids. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Funazukuri, C.Y.Kong, and S.Kagei: "Measurements of binary diffusion coefficients of acetone in supercritical CO_2" J.of Chemical Engineering Data. (submitted).

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Funazukuri and Y.Ikushima: "FTIR spectra of acetone in sub-and supercritical CO_2 in the near-critical region" Proc.of the 4^<th> International Symposium on Supercritical Fluids. May 11-14, Sendai. 671-674 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Funazukuri, C.Y.Kong, and S.kagei: "Effective axial dispersion coefficients in packed beds under supercritical conditions" Proc.of the 4^<th> International Symposium on Supercritical Fluids. May 11-14, Sendai. 5-8 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Funazukuri, C.Y.Kong and S.Kagei: "Binary diffusion coefficients of acetone in the near critical region" Presented at the AIChE 1998 Spring Meeting, New Orleans. March 8-12. (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Funazukuri: "Tracer diffusion coeffecients of benzene in dense CO_2 at 313.2K and 8.5-30MPa" Fluid Phase Equilibia. 125. 235-243 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Funazukuri: "Effective axial dispersion coefficients in packed beds under supercritical conditions" Proc.of the 4th International symposium on supercritical Fluids. 5-8 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Funazukuri: "FTIR spectra of acetone in sub-and supercritical CO_2 in the near-critical region" Prof.of the 4th International symposium on supercritical Fluids. 671-674 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Funazukuri: "Rate of dibenzyl ether decomposition in supercritical water" Fuel. 76. 865-870 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Funazukuri: "Effective axial dispersion coeffecients in packed beds under supercritical" J.of Supercritical Fluids. 印刷中. (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Funazukuri et al.: "Tracer diffusion coefficients of benzone in dense CO_2 at 313.2K and 8.5-30MPa" Fluid Phase Equilibria. 125. 235-243 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Funazukuri et al.: "Effective axial dispersion coefficients in packed-beds under supercritical conditions" Proc.of the 4th International Conf.on Supercritical Fluids. (in press). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Funazukuri et al.: "FTiR Spectra of acetone in sub-and supercritical CO_2 in the near-critical region" Proc.of the 4th International Conf.on Supercritical Fluids. (in press).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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